面向服务机器人的电量监控装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种面向服务机器人的电量监控装置。
【【背景技术】】
[0002]在电量监控领域，一般采用电压监测法或电压电流参数辨识法。
[0003]单纯采用电压进行电池剩余电量监控时，由于工作电流的变化会造成工作电压的波动，这给监测结果造成了较大的影响。单纯采用电压法虽然设计与实现方法都比较简单，但监测效果普遍较差，精度较低。
[0004]采用电压电流参数辨识法时，根据电池放电时的电压、电流、电量曲线，在线辨识出电压、电流稳定在一个数值时的电池电量。参数辨识法对电池供电系统的供电稳定性要求较高，不能出现大的负载波动。参数辨识法在实现上也较为困难，首先要测得电池的多组放电曲线，这一过程需要耗费大量的人力、物力，其次要进行参数辨识的计算，实时检测算法的实现也较为困难。因此，该方法在理论可以实现高精度的电量监测，但在实际使用时很难实现。
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【发明内容】
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[0005]本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提出一种面向服务机器人的电量监控装置。
[0006]本发明提出的面向服务机器人的电量监控装置用于与服务机器人控制器进行数据交互，所述电量监控装置包括主控模块、存储模块、电流采集模块、电压采集模块、电池输入接口、电池充电接口、电池输出接口、上下电控制模块，其中，所述存储模块存储剩余电量，所述电压采集模块采集充电电压值，所述电流采集模块采集工作电流值；所述主控模块接收来自所述服务机器人控制器的第一指令以及第二指令；所述主控模块根据所述电流值基于安时法获取第一电量值，并根据所述电压值与剩余电量基于开路电压法对第一电量值进行校正，得到第二电量值；所述主控模块根据所述第一指令向服务机器人控制器反馈第二电量值；所述上下电控制模块根据所述第二指令控制所述电量监控装置上下电。
[0007]本发明提出的面向服务机器人的电量监控装置通过正常工作时采用安时法，充满时采用开路电压法的方式，解决了服务机器人由于负载经常变化而导致的电量监控困，精度更高，对负载稳定的要求更低，可以满足变负载情况下的高精度电量监控。此外，相比与电压电流参数辨识法，本发明省去了拟合电压、电流、电量曲线的繁琐步骤，节约了开发时间。省去了参数辨识的复杂算法，降低了开发难度。
【【附图说明】】
[0008]图1为本发明一实施例的面向服务机器人的电量监控装置结构图。
[0009]图2为本发明一实施例的面向服务机器人的电量监控模块软件部分体系结构图。
[0010]图3为本发明一实施例的采用开路电压法校正安时法计算电量值的方法流程图。【【具体实施方式】】
[0011]下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明的技术方案，而不应当理解为对本发明的限制。
[0012]在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
[0013]本发明提供一种面向服务机器人的电量监控装置，所述电量监控装置与服务机器人控制器进行数据交互，所述电量监控装置包括主控模块、存储模块、电流采集模块、电压采集模块、电池输入接口、电池充电接口、电池输出接口、上下电控制模块，其中，所述存储模块存储剩余电量，所述电压采集模块采集充电电压值，所述电流采集模块采集工作电流值；所述主控模块接收来自所述服务机器人控制器的第一指令以及第二指令；所述主控模块根据所述电流值基于安时法获取第一电量值，并根据所述电压值与剩余电量基于开路电压法对第一电量值进行校正，得到第二电量值；所述主控模块根据所述第一指令向服务机器人控制器反馈第二电量值；所述上下电控制模块根据所述第二指令控制所述电量监控装置上下电。
[0014]本发明提供一种面向服务机器人的电量监控装置的实现可以分为:硬件、软件、算法三部分。
[0015]如图1所示，本发明一实施例的面向服务机器人的电量监控装置10包括主控模块100、存储模块200、电流采集模块300、电压采集模块400、电池输入接口 500、电池充电接口600、电池输出接口 700、上下电控制模块800。
[0016]硬件方案可优选采用TI公司的TMS320F28035作为其主控器模块，整个电量监控控制算法和各个模块的协调工作都在主控制器模块中完成。
[0017]存储模块200可优选采用外扩EEPROM模块，EEPROM存储器模块用于存储控制参数，主控模块100通过SPI接口与EEPROM通信。EEPROM芯片可进一步优选采用AT25640AN实现。二者通过EEPROM自身定义的通信协议进行通信。EERPM中存储上次掉电时的剩余电量，电池总电量等信息。这些信息在控制器再次上电后被读取，作为电量监控装置的初始参数。
[0018]电流采集模块300优选采用霍尔传感器与主控模块100上的AD接口连接实现。霍尔传感器可优选采用Allegro公司的ACS712ELCTR-30A-T实现。
[0019]电压采集模块400优选采用隔离放大器与主控模块100上的AD接口上的AD接口连接实现。隔离放大器可优选采用AVAGO公司的ACPL-C78A实现。
[0020]电池输入接口 500是主控模块100板卡与蓄电池30的接口，也是板卡与外部的唯一接口，其保证蓄电电池充放的所有电量都能够被板卡监测。
[0021]电池充电接口 600与外界充电电源连接。充入蓄电池的电量只能通过电量监控装置进入蓄电池，保证了充电时电量监测准确。
[0022]电池输出接口 700用于连接外接服务机器人用电设备，为用电设备供电。蓄电池输出到用电设备的电量都要经过电量监控装置输出，保证了放电时的电量检测准确。
[0023]主控模块100与服务机器人控制器20通信通过CAN总线实现数据交互，以完成电量监测装置与服务机器人控制器20之间的通信。服务机器人控制器20向电量监测装置发送上下电、查询电压、电流、电量信息等命令。电量监测装置向服务机器人控制器20发送系统状态、电压值、电流值、电量信息、1状态等信息。
[0024]上下电控制模块800用于控制系统动力电的上下电控制，通过CAN接口获得上、下电命令后完成上、下电操作。当电量监控装置接收到服务机器人控制器20的上下电命令后，通过改变主控模块100的输出GP1状态，进而改变MOSFET的状态，控制系统上下电状态。MOS